La mecanització CNC d'alta velocitat, o mecanització d'alta velocitat (HSM, per les sigles en anglès), és un mètode de treball de peces en la indústria metal·lúrgica que es caracteritza per augmentar l'eficiència, la precisió i la qualitat de les peces mecanitzades en comparació amb els processos convencionals.
Què és la mecanització d'alta velocitat?
Aquest mètode, cada vegada més utilitzat als tallers de mecanització, s'empra pels grans avantatges que aporta. A més d'obtenir peces més precises i augmentar l'eficiència, està demostrat que aquesta tècnica redueix els temps de producció i no requereix gaire intervenció humana. Això fa que els costos de producció es redueixin considerablement, i també els terminis de lliurament.
La mecanització d'alta velocitat es fa amb tecnologia de control numèric per ordinador (CNC); això fa que els processos estiguin automatitzats i requereixin una intervenció mínima dels operaris. Però què és el CNC d'alta velocitat? Cal precisar que la mecanització d'alta velocitat es pot fer en una única operació o en una combinació d'operacions; tot depèn de la màquina utilitzada.
Aquest procés pot fer referència a la velocitat de tall, la velocitat del fus, la velocitat d'avanç o la taxa d'arrencada d'encenall. La mecanització d'alta velocitat es caracteritza perquè el fus assoleix una velocitat de 3.000 a 6.000 revolucions per minut amb un diàmetre d'entre 25 i 30 mil·límetres; pel que fa a les velocitats, cal destacar que aquests processos poden mecanitzar amb velocitats de tall entre cinc i deu vegades superiors a les dels mètodes convencionals.
En aquest tipus de mecanització, la profunditat i la velocitat de tall, així com la d'avanç, depenen de les peces que s'han de treballar (forma, material, etcètera).
Aplicacions del CNC d'alta velocitat
El tipus de material que es vol treballar té un paper molt important en la indústria metal·lúrgica. No és el mateix mecanitzar una peça d'alumini que una d'acer o de titani; també influeixen la duresa del material i les dimensions de la peça. Però un dels grans avantatges del CNC d'alta velocitat és que permet mecanitzar tota mena de peces. La versatilitat de les màquines que admeten aquesta mecanització ha fet que s'utilitzin en sectors industrials molt diversos.
A més de la indústria metal·lúrgica, el CNC d'alta velocitat s'utilitza en el sector aeroespacial i també en la fabricació de matrius i motlles. En tots dos sectors es treballen metalls molt resistents, com el titani, l'acer inoxidable i l'alumini. Recordem que, per exemple, en la fabricació de matrius i motlles cal produir grans volums d'aquests elements, és a dir, producció en sèrie i en grans quantitats. Per això és molt recomanable mecanitzar a alta velocitat.
Avantatges de la mecanització d'alta velocitat
El CNC d'alta velocitat aporta molts avantatges a la indústria metal·lúrgica. Per començar, substitueix les passades de gran profunditat a baixa velocitat de tall (habituals en la mecanització convencional) per passades de menys profunditat a més velocitat; això fa que el volum d'encenall arrencat sigui més gran. Com que la velocitat de tall és elevada, també es redueixen les forces de tall i la mida dels encenalls.
Com que aquestes forces de tall disminueixen, és possible mecanitzar gruixos molt prims, a partir de 0,2 mil·límetres. D'altra banda, aquest tipus de mecanització permet una precisió de contorn molt més alta i millora la qualitat superficial de la peça. El CNC d'alta velocitat permet evacuar gairebé tota la calor generada durant el procés a través dels encenalls i, a més, redueix el coeficient de fricció entre els encenalls i l'eina de tall.
Un altre avantatge d'aquesta tècnica és que permet mecanitzar acers molt durs i, a més, allarga la vida útil de l'eina de tall. Finalment, com ja hem avançat, es redueixen els temps de producció, la qual cosa escurça els terminis de lliurament; i no cal una presència constant dels operaris, cosa que també ajuda a reduir els costos de producció.
Com ha de ser una màquina d'alta velocitat?
Per aprofitar tots els avantatges de la mecanització CNC d'alta velocitat, la màquina i les seves eines han de complir una sèrie de requisits. L'equip ha de ser capaç de respondre a les velocitats requerides, i també al perfil que es vol obtenir. D'altra banda, el CNC integrat en la màquina ha de ser capaç d'anticipar els canvis de trajectòria de les eines de tall; per exemple, alternar molt ràpidament entre un trepatge i un tornejat, o girar la peça fins a l'angle desitjat.
Les eines del capçal han de ser molt resistents al desgast i adequades per als processos que s'executin. Finalment, perquè la mecanització d'alta velocitat funcioni, és imprescindible utilitzar programari CAM i CAD capaç de crear dissenys i estratègies adequats per a aquest tipus de mecanització.